900 nm照度辐射温度计的研制

介绍了中国计量科学研究院基于黑体辐射原理研制的波长为900 nm、测温范围为600～1 500 ℃的照度辐射温度计。该辐射温度计测量探测器接收的光谱辐射照度,采用单点分度法,结合有效波长测量技术,直接依据普朗克辐射定律计算被测温度,具有结构简单、测温稳定性好的特点。单点分度法以Cu点为固定点在Al点测温偏差为-0.04 ℃,而在800 ℃和900 ℃两个点,与RT9032辐射温度计测量结果偏差分别为0.09 ℃和0.11 ℃。     

采用统计方法减小黑体辐射源比较分度噪声等效温差

分析了黑体辐射源比较测量过程的特点,采用消除辐射温度计线性漂移的比较测量方法,抑制辐射温度计输出非线性漂移和随机噪声影响统计平均处理方法,减小辐射温度计的噪声等效温差.使用不同的统计平均数量,得到相应测量条件下黑体辐射源比较分度的测量水平.测量结果中噪声等效温差可以优于0.01℃.统计处理方法不仅可以应用在黑体辐射源比较分度中,而且可以扩展应用在与黑体辐射源比较分度类似比较测量过程.     

二等标准水银温度计示值修正值测量结果的不确定度评定

JJG128-2003《二等标准水银温度计》检定规程中规定二等标准水银温度计是利用水银在感温泡和毛细管内的热胀冷缩原理来测量温度的,结构分为棒式和内标式两种,主要作为检定工作用温度计的标准器,也可用于精密测温。常用温度范围为-30℃～300℃,分度值为0．1℃。文章对其测量结果示值修正值的不确定度进行评定。     

测量环境温度对辐射温度计量值的影响

设计了一种控温稳定、温度可调的恒温装置。它能精确模拟周围环境室温变化,通过辐射温度计测量结果的细微变化,确定室温变化这一影响因子的大小。该恒温装置包含两部分:恒温介质产生部分和热交换平台。通过模拟测试,随着控制器温度变化,辐射温度计测量信号随之变化。当控温器介质温度每变化1.00℃,温度计的测量量值变化0.08℃。测量结论表明,该恒温装置能够有效的量化环境温度变化对温度计的测量结果的影响,对修正温度计误差有很大参考意义。     

工作用玻璃液体温度计示值修正值不确定度分析评定

该文根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》和JJG 130—2011《工作用玻璃液体温度计检定规程》,对工作用玻璃液体温度计示值修正值的不确定度来源进行了分析,利用一支分度值为0.1℃,温度范围100℃～150℃的玻璃液体温度计,介绍了温度计示值修正值的不确定评定的方法,并对测量结果不确定度评定的步骤进行了详细的说明。     

基于ITS-90国际温标的精密铂电阻温度计分度方法研究

正一、引言精密铂电阻温度计的稳定性介于标准铂电阻温度计与工业铂热电阻之间,近年来被广泛应用于温度测量领域,其分度和标定的方法一直为人们所关注。标准铂电阻温度计根据ITS-1990国际温标定义的固定点法进行分度,准确度较高。工业铂热电阻主要采用CVD方程法进行分度,但是CVD方程法存在不确定度较大等问题,很难满足0~300℃整个温度段的精密测温要求。     

工作用玻璃液体温度计温度测量结果的不确定度评定

正本文将对最常见的直型棒式温度计,以某一测量点为例进行测量结果的不确定度评定。一、概述1.测量依据JJG130-2011《工作用玻璃液体温度计检定规程》。2.测量标准标准水银温度计,温度范围:50℃～100℃。3.被测对象编号为20200607的工作用玻璃液体温度计,分度值为0.1℃,温度范围为50℃～100℃,浸没方式为全浸式,感温液体为水银。4.测量方法将标准水银温度计和被检工作用玻璃液体温度计,同时以全浸方式放入恒定温度为100℃的恒温槽中,待示值稳定后,     

超长型玻璃液体温度计的计量方法及不确定度评定

超长型玻璃液体温度计受测量条件限制导致测量结果误差较大,需要对露出液柱部分进行修正。为保证量值传递的准确性,通过搭建包含标准铂电阻温度计、标准水银温度计和辅助温度计的测量系统,对长度为2 m、分度值为1.0、量程为0~150℃的超长型玻璃液体温度计进行测量,并对露出液柱所造成的温度误差进行了准确修正,并在此基础上,完成测量结果的不确定度分析。最后测试结果显示,系统测量的合成标准不确定度达到U=0.18℃,k=2,测量系统对超长型玻璃液体温度计的计量结果最大相对误差为0.53%,满足计量检定规程JJG 130-2011所要求的最大允许误差1.5%。     

分度方法对高精度数字温度计测量结果影响的实验研究

铂电阻温度传感器用CVD方程、ITS-90国际温标、多项式方程进行分度,并采用高精度数字温度计显示不同方法的测量结果,以分析不同分度方法对于高精度数字温度计测量结果的影响.在-60～300 ℃进行了实验研究,结果表明,分度方法对于测量结果有一定的影响,在高精度测量条件下可通过方法的选择以提高稳定性和准确度.分度方法的研...     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

一种超长杆铂电阻温度计校准装置

核电站所用的铂电阻温度计总长度超过3m,温度计的感温元件长度接近3m,常规的校准系统不能用于此类超长杆温度计的性能评估。介绍了一种用于核电站的超长杆铂电阻温度计的校准实验装置,通过实验验证,该系统的温度稳定性优于±0.015℃,水平和垂直温度均匀性分别优于0.05℃和0.02℃,标准不确定度和扩展不确定度分别为0.016℃和0.032℃,该实验系统可有效地评估长杆铂电阻温度计的性能。     

100～400K真空红外亮温标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的100~400K真空红外亮温标准黑体辐射源的工作原理、结构、性能测试方法及测试结果。黑体辐射源通过液氮制冷与3温区控制实现了100~400K范围内的温度控制。在真空环境下,测试了其在温度范围100~400K轴向温度均匀性、底部温度稳定性等技术指标,结果表明均匀性优于0.120K,控温稳定性优于0.020K/20min;在室温大气环境下,利用基于控制环境辐射的发射率测量方法测量了黑体空腔发射率,空腔法向发射率为0.9998。采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法分析轴向温度均匀性对空腔发射率的影响,分析了标准黑体辐射源的不确定度来源,在8~16 μm波长亮度温度的合成标准不确定度优于0.030K。     

温度条件对大尺寸测量装置精度影响的研究

大尺寸测量装置由于测量范围大,其测量精度受诸多因素影响,其中大尺寸测量装置所处环境条件变化会影响其测量精度。基于中国计量科学研究院地下一层实验室80m长度标准装置,在空调控温状态和自然温度状态(不控温)下,进行了长度测量范围为10,30,70m的测量精度实验研究,得到空调控温状态下折射率补偿误差分别为7.0,10.5,21.0μm;自然温度状态下折射率补偿误差分别为2.5,2.9,3.9μm。实验结果表明:大尺寸测量装置在自然温度状态下能得到更高的测量精度,当测量范围大于30m时,测量精度可优于10^-7量级。     

一种高精度薄膜铂电阻温度计测量迟滞性的研究

为了研究热迟滞性对工业铂电阻温度计测量不确定度的影响,选取了8支高精度铂电阻温度计进行实验。在-50～150℃内,选择3个温度区间,采用两种标准方法(IEC 60751,ASTM E644)测量水三相点(0.01℃)和所选温度范围内的中间点的迟滞性变化。实验结果表明:4支薄膜铂电阻温度计在两种标准方法测量下,随着温度区间跨度增大,热迟滞性影响增大,IEC 60751标准方法测量的热迟滞性最大值为14.2mK,ASTM E644标准方法测量的热迟滞性最大值为20.5mK;选取4支铂丝铂电阻温度计在温度范围为-50～150℃测量时,IEC 60751和ASTM E644标准方法测量的热迟滞性数据最大值分别为1.1mK和0.9mK;铂丝铂电阻温度计热迟滞性明显小于薄膜铂电阻温度计。     

A High-Emissivity Blackbody with Large Aperture for Radiometric Calibration at Low-Temperature

A newly designed high-emissivity cylindrical blackbody source with a large diameter aperture (54 mm), an internal triangular-grooved surface, and concentric grooves on the bottom surface was immersed in a temperature-controlled, stirred-liquid bath. The stirred-liquid bath can be stabilized to better than 0.05°C at temperatures between 30 °C and 70 °C, with traceability to the ITS-90 through a platinum resistance thermometer (PRT) calibrated at the fixed points of indium, gallium, and the water triple point. The temperature uniformity of the blackbody from the bottom to the front of the cavity is better than 0.05 % of the operating temperature (in °C). The heat loss of the cavity is less than 0.03 % of the operating temperature as determined with a radiation thermometer by removing an insulating lid without the gas purge operating. Optical ray tracing with a Monte Carlo method (STEEP 3) indicated that the effective emissivity of this blackbody cavity is very close to unity. The size-of-source effect (SSE) of the radiation thermometer and the effective emissivity of the blackbody were considered in evaluating the uncertainty of the blackbody. The blackbody uncertainty budget and performance are described in this paper.     

红外空芯光纤辐射温度计的研制及应用

为了对冲击发电机的轴套温度进行监测,设计并研制了一种新型的红外光纤辐射温度计.温度计主要由红外空芯玻璃光纤、红外探测器、放大电路及80C552单片机组成.在分析各部分实现功能的基础上,重点研究了环境温度变化对探测器的影响,并实现了数学建模.温度计的工作波长是8~14μm,测量温度范围是60~400℃,测试环境温度范围是25~60℃.利用可精确控温的实物标定炉和环境模拟箱对温度计进行了标定,测量误差小于2%.经过几个月的在线监测,取得了较好的测量结果.     

Remote-sensing infrared thermometer with radiation balancing

What is to our knowledge a novel infrared thermometer (IRT) for remote measurement of the temperature rise (-20-100 K) above the variable ambient (270-320 K) of a distant object is described. A radiation-balancing method is successfully extended to the near-ambient temperature range by variation of the temperature of a built-in blackbody, until the radiation from it equals the radiation from the source, so that its temperature is proportional to that of the source. Another feature believed to be novel is simplifying the design by elimination of the need for cooling the blackbody for subambient temperature range by use of a second blackbody, strategically located, which is heated to achieve radiation balance. Detailed theoretical analysis is given, showing that the IRT can measure remotely the total emissivity or even the electric current or voltage. Resistive inserts are proposed for improving the accuracy of current measurement. A method is proposed for simultaneous remote measurement of absolute temperature and emissivity by variation of the heating current and the aperture of the blackbody for radiation balancing in two bands so that prior knowledge of the object's emissivity is not needed.     

一种发射率测量系统的设计与实现

介绍了一种带有三个黑体空腔的发射率测量系统.该测量系统能在-10²00℃范围内测量多个样品的发射率.测量系统的硬件由三腔黑体辐射源、计算机、红外测温仪和导轨装置组成,可同时测量标准样品、待测样品、标准黑体辐射源三组温度数据,并计算得出待测样品的发射率.同时,应用编程语言进行测量系统的界面设计,结合软件和硬件搭建出了一个自动化、便捷的实验测量系统.